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虚拟现实技术展示设计研究

一、新媒体展示设计的特征

(一)虚拟化

在当今新媒体艺术时代,老旧的实物展示被3D虚拟成像技术所取代,这使得许多不能再现的物体及根本不存在的事物得以呈现。与此同时,它可以在有限的面积内变化出不同的空间形态,这在极大程度上节省了空间、材料、运输等物质资源,让人们能够在一矢之地获得多种不同感官上的体验。例如2014年于武汉修建的万达电影乐园里,其中有一个主题区名为“飞跃湖北”(图1),人们进入主题区后会被要求系好安全带,通过座椅所做的旋转运动、垂直运动和左右倾斜,便可从樱花烂漫的阳春进入到皑皑白雪的寒冬;从自然质朴的神农架跨越至五岳之冠的武当山;从气势磅礴的三峡大坝,转而到翼角嶙峋的黄鹤楼,足不出户便可将荆楚大地的历史征程与名胜古迹一览而尽。虚拟化展示可以创造出一个更为故事化、情景化、场景化的展示形式,从而替代原本空洞呆板的平面叙事手段。笔者仍以武汉万达电影乐园中的主题展区为例,在名为“极速飙车”的主题展区(图2)内,人们戴上3D眼镜,在配合气爆、强风、香味、座椅移动、挠痒等特效的观影效果下与上海磁悬浮列车赛跑,并跨越黄浦江,感受电影中英雄人物的豪情壮志和正义激荡的力量,仿佛置身于极速飙车体验之中。通过这种更为真实化的场景再现,能够营造出一种展览氛围。

(二)互动性

在新媒体展示设计的浪潮下,注重人性化设计、强调参与者的感受体验这一理念已成为设计师的共识,越来越多的设计开始围绕如何更多地融入参观对象与参观者的互动进行设计,这使设计的主体由物转向人,由过去单一的实体参展改变为人机交互或多项交流的信息传递形式。“如在展览过程中,可让观众戴上数字头盔、数字眼镜、数字手套,为参观者带来在月球操作宇宙飞船的奇妙体验”②;又比如通过投影互动(图3),当参观者在展馆内抬脚走过,脚下的“睡莲”便会朵朵盛开。

(三)沉浸感

新媒体技术的另一特征便是沉浸感,“即利用场景、人物、环境以及情节的设计,使观众融入故事之中。通过对象还原将观众带入特定的时空,使人完全沉浸其中,体验展品所处的时代背景,从而得到更为深刻的观展体验。”③如设计师可以利用3D虚拟成像技术,并配合声光,使一些逝去的遗迹得以重现。“例如城市足迹馆起源厅中所展示的特洛伊考古现场,使观众仿佛身临其境于远古文明之中。”(图4)

二、虚拟现实技术

(一)概念

“虚拟现实技术是当代科技发展下新兴的一种高新实用技术。它通过计算机模拟出一个虚构的三维空间,将用户的视觉、听觉、触觉等多种真实感官体验进行模拟,让人在虚拟环境下进行如同在现实中一般的交流,给人带来身临其境的真实感。这使得展览的局限性被打破,展示朝着一种更为高效便捷的方向发展。”④虚拟现实技术是新媒体展示设计中实现交互艺术、增加参观者体验感的重要技术基础。“技术是艺术实现的前提和基础,通过以数字媒介为载体以及一系列模拟技术,艺术家可以做许多从前不可以实现的事,例如互动环境、机器人技术、数据驱动装置以及实时虚拟在线等。”⑤这一技术不仅在展示设计上前景广阔,在医学、军事航天、房产开发、工业仿真、游戏娱乐、道路桥梁等领域均有应用。

(二)特征

“虚拟现实技术具有交互性、沉浸感以及构想性三大特征。”⑥通过人机互动系统,既可再现出真实场景,调动人们的参与性,使他们沉浸于此;也能带领参与者到达超越时空的新环境,充分发挥人类的构想功能。交互性:是指参与者对计算机虚拟环境中的对象进行操作的行为,同时这种行为能传递到机器中去,因此具有一定的交互性和实时性。它能使参与者在虚拟的环境中做出与现实环境一样的互动行为,甚至可以模拟超越真实空间存在的互动。沉浸感:就是让参与者专注于设计师所营造的情境中,以增强参与者对展示物真实性的感受,即所谓的“身临其境”,并使参与者从中能够感到愉悦和满足的一种体验。沉浸感的实现是基于展览重点由物引导转为人主动操控,在互动中调动人的各种感官,进而达到展览的理想效果。构想性:虚拟现实技术可以使抽象的概念变得具体化。设计师在虚拟现实展示中所扮演的角色是一个为参与者提供灵感和纸笔的人,而图纸上将会出现何种绘画则完全由参与者自由发挥想象能力。

(三)虚拟现实系统的组成

“通常而言,一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境生成器、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、视听触觉系统以及跟踪与反馈设备等技术组合而成。”⑦1.虚拟环境生成器虚拟环境生成器是指以高性能的计算机为硬件,利用各种软件技术生成设计师所想打造的虚拟情节、场景和环境。它如同于实景仿真器一般,能够还原真实场景,虚拟现实系统的所有技术要素都在其基础上才能实现。2.视听触觉系统具体而言是指硬件装置,例如数字头盔、数字手套、数字眼镜、立体声耳机等各类输出装置。凭借这些设备,参与者能够在虚拟现实展示中得到更为真实的感官体验,增强临场感。3.跟踪与反馈设备这是人与虚拟环境交互的主要渠道。通过利用高新技术设备发送与接收信息,从而起到连接仿真对象与参与者的作用,从而达到交互状态。

(四)发展前景

“随着社会进步及信息技术的飞速发展,虚拟现实思想及其技术在我国日益成熟起来,无论是计算机技术的提升或是实时追踪设备的完善,都使得更多设计概念得以成为现实。”⑧虚拟现实技术的到来使得各行各业都发生了改变,尤其是艺术设计领域,它打破了传统展示设计的形态,使展示手段不再受到材料、地点、时空的限制,使原本单一的传统展示方式往更为多样化、趣味化、科技化的方向发展。将该技术运用于博物馆展示,可在很大程度上节省空间、财力、人力及物力资源,同时更能吸引人们的参展兴趣。在综合性展览上运用该技术,亦可使更多的信息得以高效传递,其准确性、人性化、适宜性及艺术性能够使展览者想要传达的信息更高效的被参展者所接收。在商业化展示上,虚拟现实技术能够通过其交互性、沉浸感与构想性特征吸引用户的目光,从而达到关注度的目的。无论哪种展示角度,虚拟现实技术都将使其获益颇多。目前,该项技术在我国处于起步阶段,可谓前景广阔。在信息爆炸的当代,将虚拟现实技术与展示设计相结合,是当今展示设计行业的热点,也是未来展示行业的必然趋势。

三、虚拟展示设计具体案例

(一)上海世界博览会

每五年一次的世界博览会(简称“世博会”)是全球级别最高、规模最大的聚集艺术、设计、建筑与科技成果为一体的盛会,同时也是最先进的展示技术与展示方式的一次展会。“纵观近年来历届世博会便可得知,高新技术与新媒体艺术的应用在世博会上所占的比重愈来愈大,2010年于上海举办的世博会是一次虚拟展示设计的嘉年华。”⑨在中国香港馆中,参观者可以看到“虚拟导航员”。展览使用大型显示屏构成外墙,并结合了仿真装置。当参观者来到屏幕前方时,“导航员”便呈现于参观者面前,而只需轻触屏幕,参观者便置身于影像之中,模拟现实生活中的中国香港人用智能身份证出入境、搭乘交通工具、日常购物、上班等生活点滴,从而全方位地感受香港这座城市的高效便捷。同时,展位设计中应用了触感式地面(图5),当人脚踩踏地面时,信号便会传送到传感器中,从而地面上会出现与人的步伐对应变化的精美图案。作为上海世博会中国馆的“镇馆之宝”,动态《清明上河图》(图6)为无数参观者带来了无比震撼的观展体验。通过多媒体技术与三维动画技术等新媒体高科技手段相结合,使得原本凝固于宣纸上的画面变得鲜活动人,北宋时期汴梁繁华昌盛的城市景象在参观者面前栩栩如生地再现出来。与直接观看原画作相比,观众在观看虚拟展示的《清明上河图》时能缩短画作与参观者的受众距离,增加参观者的沉浸感,让人忘却时间与空间,完全融入作品营造的氛围与其时代背景中去,仿佛能够切实地感知到画作中的情景,这是传统作品展示所无法给参观者营造的全新展示氛围。上海世博会各个展馆内皆设有不同的虚拟互动装置以增强参观者的体验感。例如在意大利馆,一个名为“虚拟翻书”的触摸媒体装置十分有趣,与真实书籍不同,参观者无需用手指翻页便可浏览书中内容。站在装置前摆动手臂,参观者便可以控制书页的翻动,还能迅速找出想看的内容。这种展示方式不仅充满了趣味性、娱乐性,而且传递的信息容量巨大。而德国馆剧场内的科技互动亮点在于,其通过声音与参观者互动的“能量之源”装置(图7)。观众成环状围绕在硕大的悬挂式金属球外圈,随着参观者的笑声与欢呼声,金属球进行旋转摇摆运动,声音越大其摆动的幅度越剧烈。

(二)北京奥运会开幕式与南京青奥会开幕式

2008年北京奥运会开幕式中,精美的灯光效果是整场盛典的灵魂所在,令人叹为观止的便是那幅转动着的巨型动态画卷(图8)。该幅不断变换着图案的画卷并非真正的纸质画,是将发光二极管显示器组装拼成的巨型液晶屏幕。此外,画轴的动态感也并非真正转动,轴面装有液晶条,通过图像显示达到转动的效果。点火仪式时出现的虚拟卷轴跑道也同样吸引了世人目光。这幅流光溢彩的虚拟画卷是由灯光投影系统打造的,3000多台由计算机控制的先进灯具设备是其硬件基础。⑩2014年南京青奥会开幕式也是一场精彩纷呈的多媒体虚拟展示盛宴。彩色音符渺渺升起、闪闪流星划过天际、自由因子在空中爆炸、logo人奔跑在半空中(图9)这些视觉震撼皆由虚拟植入系统完成,“即将电脑制作的虚拟三维场景同实拍图像进行数字化合成,使得拍摄实景能与模拟的虚构场景完美结合,从而达到呈现在观众眼前的理想的视觉效果。”该技术也曾在2013与2014年的春节联欢晚会中运用过。由此可见,越来越多的大型展示活动运用新媒体虚拟现实技术,这是科技发展的成果,也是艺术创作随时代进步的具体化表现。

(三)商业展示

谈及虚拟现实技术在新媒体展示中的商业运用,就不得不提及奥迪所推出的VR选车服务。该技术实施的硬件设备是OculusRift,这是款头戴式显示器(图10),当用户戴上头盔,用户感官中的视觉部分便置入虚拟场景中,它不仅能够提供极为真实的图像模拟,还能通过还原声音,使用户不仅能够眼观车内环境,还能聆听模拟的车内声音系统,从而带来更为真实的用户体验。用户可以通过它来实现如同坐在真车里的场景,并设置车型内部不同的装饰、颜色以及车载设备,这在很大程度上提高了用户的选车效率。在新媒体艺术环境影响下,T台时装秀同样可以采用虚拟展示,给观众以全新的看秀体验。通过3D全息投影技术,立体的空中幻像得以呈现,且模特可与虚拟幻像产生互动,虚拟与现实相结合,给观秀者带来强烈的视觉震撼。与传统模特走秀相比,将T台灯光舞美同虚拟展示相融合(图11),不仅可以达到绝佳的服饰风格诠释效果,且能吸引观众眼球,引起消费者的购买欲。当虚拟现实技术与橱窗展示相结合,人们便不用再烦恼商店关门后如何延续购物激情。服饰品牌阿迪达斯在TBWA的帮助下,在纽伦堡的店内橱窗安装了虚拟互动装置(图12)。该技术采用了交互式控触屏,将橱窗设计成了一个按真实比例大小构建的虚拟门面店。通过与屏幕的触控,使得过往的行人能够搜索或播放产品信息,并可把虚拟产品通过橱窗拖入智能手机中并完成支付。这是一项充满了新意与趣味性的全新购物体验。惠普电脑的商业秀场内,通过不同的投影和色彩变化,使展馆内充满了科技感(图13)。“展示空间内地面和墙面都充满了各种文字和图,试图打破空间的限制,模糊空间的边界。”人们被投影所包围,仿佛置身于计算机内,相对于展板文字,通过投影文字来了解产品,对人们而言更具有吸引力。

四、结语

科技是艺术创作方式革新的基础,而艺术的进步又是催生新技术的源泉。纵观展示设计发展史,其形态因信息技术的不断提升而愈发多姿多彩。在当代新媒体艺术环境下,设计师应当顺应大的时代浪潮,拓宽设计空间、丰富设计手段、升华设计思想,在展示设计中体现新思想、新技术,从而更贴切、更直接地表达设计理念,使信息更为高效地传递给受众。新媒体展示设计在我国虽兴起时间较短,与国外虚拟展示领域相比仍不够完善,但从近几年展示设计行业的研究成果来看,我国设计师表现出一定的前瞻性,虚拟现实技术在展示设计领域的发展前景广阔。随着社会发展进步,各国交流日益频繁,这为我国新媒体展示设计行业提供了一个良好的交流环境,越来越多的新观念、新技术为设计师开辟新的艺术领域提供了便利。虚拟现实技术的使用使得展示设计朝着更为人性化的方向发展,它提供了人与信息之间的互动,真正的强调了人的参与性与主导性。其最鲜明的优势便是能在极大程度上节省时间、空间、人力、财力、物力,使展示设计有更多可能性。它让许多奇思妙想由不可能变成了可能,这是过去依赖实质媒介展示所无法企及的。在展示设计虚拟化趋势下,当代设计师不仅要尽快了解新的艺术观念,还需要提升技术水平。“对于我国而言,新媒体展示技术已具备良好的开端。但是,较之国外新媒体展示设计中交互设计领域的研究来说,国内的研究与实践尚处于不够完善有待提高的状况。”如何攻克技术落后及资金限制这些难点,是虚拟现实技术不断发展完善的关键。

作者:杨小亮


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